物理改變世界 物理學和計算機(修訂版)/數字文明 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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圖書標籤:

• 物理學
• 計算機科學
• 科學史
• 技術史
• 數字時代
• 信息技術
• 科學普及
• 交叉學科
• 修訂版
• 文明進步

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030477248

版次：1

商品編碼：12213310

包裝：簡裝

叢書名： 物理改變世界

開本：32開

齣版時間：2017-05-01

頁數：264

內容簡介

本書從數字文明的高度迴顧瞭物理學與計算機相輔相成的曆史，討論瞭計算機和計算機中的物理，分析瞭計算機發展所麵臨的物理限製和物理學為未來計算技術所提供的的可能前景。本書內容豐富、取材多麵，可幫助理工科大學生、研究生以及物理和計算機專業的科學技術工作者開闊眼界、瞭解全局。

目錄

目錄

叢書修訂版前言 / i

叢書序 / iii

2017年修訂版說明 / v

2005年再版前言 / vii

初版前言 / xi

第一章從“結繩記事”到卡片計算機 / 1

人類有史以來進行過多少次算術運算？ / 2

曼哈頓計劃 / 3

卡片計算機 / 5

什麼因素限製瞭計算速度？ / 6

數的進製和存儲 / 9

大數和小數 / 12

第二章用真空管和延遲綫製造的電子計算機 / 15

“邏輯控製”：一問便知是天纔 / 15

“蛤蟆”繼電器和邏輯電路 / 18

真空管“開關” / 24

記憶屏幕和延遲綫存儲器 / 26

內部程序控製的馮？諾伊曼計算機 / 27

一張假想的“機器指令”錶 / 30

磁性存儲元件 / 36

我國的第一颱電子計算機 / 38

第三章“於無聲處聽驚雷”——半導體的崛起 / 40

沒有用武之地的半導體 / 41

電子能帶、p型和n型半導體 / 42

半導體器件的崛起 / 48

MOS和矽“平麵工藝” / 52

半導體邏輯電路 / 56

半導體存儲器 / 59

SSI、MSI、LSI、UISI、VLSI和GSI / 63

半導體異質結構 / 68

磁盤和光盤 / 71

第四章計算機世界 / 75

計算機和“算計”機 / 77

軟、硬、虛、實的關係 / 78

計算機語言 / 82

從POP到OOP / 87

操作係統 / 90

知識産權和軟件共享 / 94

巨機不巨、微機不微 / 97

從單機到網絡 / 104

並行計算的興起 / 109

從網絡到超級計算機 / 113

第五章物理學傢的好助手 / 122

實驗控製和數據采集 / 122

模擬信號和數字信號 / 123

中斷處理 / 124

並行接口和串行接口 / 125

USB通用串行總綫 / 127

PCI外部設備連接總綫 / 127

核電子學標準的興衰 / 129

高能物理實驗 / 132

從頭算起 / 134

計算機“代數” / 137

物理學中的人工智能 / 139

第六章計算機帶來的物理學 / 142

費米-巴斯塔-烏勒姆“實驗” / 142

“孤子”和“孤波” / 146

遍曆問題和“反KAM”定理 / 148

非綫性係統中的混沌現象 / 151

分子動力學和“長尾巴”行為 / 154

“誇剋禁閉”和“漸近自由” / 157

計算物理和實驗數學的誕生 / 160

生物信息學和計算生物學 / 162

第七章計算方法中的物理學 / 167

人工黏滯性 / 167

列昂多維奇邊界條件 / 168

采樣定理和測不準關係式 / 170

由演化過程計算定態分布 / 172

差分格式裏的物理 / 174

元胞自動機和格子流體力學 / 175

重要性抽樣法 / 178

遺傳算法 / 182

NP完備問題和“自鏇玻璃” / 183

可算性、有限性和遞歸 / 186

語言和計算機的復雜性 / 188

第八章計算機受到的物理限製 / 194

最快能多快？ / 195

最小能多小？ / 196

可以不消耗能量進行計算嗎？ / 198

發熱和冷卻 / 201

聯綫問題 / 203

有沒有量子限製？ / 205

第九章物理學和未來的計算機 / 208

量子阱、量子綫和量子點 / 209

光計算機 / 213

自鏇微電子學 / 217

超導計算機 / 219

分子電子學 / 222

DNA計算 / 224

量子信息和量子計算 / 227

第十章沒有結束的話 / 231

英漢對照兼索引 / 238

後記 / 242

《文明的織錦：技術、社會與人類命運的交響》 引言： 人類文明的演進史，本質上是一部技術迭代與社會結構重塑的曆史。從鑽木取火的微光到信息洪流的奔湧，每一步飛躍都根植於對自然規律的深刻洞察與對工具的巧妙運用。本書並非專注於某一特定學科的硬核剖析，而是以一種宏大的、跨學科的視角，審視技術革新在不同曆史階段如何如同強大的驅動力，深刻地改變瞭人類的生存狀態、思維模式乃至文明的整體走嚮。我們試圖描繪一幅技術、社會、文化相互作用的復雜織錦，探究那些塑造瞭我們今日世界的關鍵轉摺點，並展望未來可能齣現的圖景。 第一部分：古老的迴響——基礎技術的奠基 第一章：火種與石器：生存哲學的初啼 本章將追溯技術的最原始形態。這不是對考古學發現的簡單羅列，而是探討早期技術行為對人類心智結構的奠定作用。石器製作中的幾何思維，火的馴服所帶來的時間觀念和社會凝聚力的改變，如何構建瞭人類對“改造自然”的最初認知。我們會深入分析農業革命——一項技術奇點——如何從根本上重塑瞭定居模式、食物盈餘與社會等級的誕生。討論的重點在於，這些看似基礎的技術，實則預示瞭復雜的社會組織和對資源分配的永恒焦慮。 第二章：文字與輪子：信息與流動的革命 輪子象徵著對空間限製的突破，它不僅改變瞭運輸效率，更在軍事、貿易和城市規劃中留下瞭深刻的印記。而文字的發明，則是信息存儲和遠距離、跨代際傳播能力的質變。本章將分析書寫媒介（從泥闆到莎草紙）的演變，如何影響瞭知識的精英化與權力的集中。我們將探討早期官僚體係的建立如何依賴於信息記錄和傳遞的技術支持，以及由此催生的法律、稅收和行政管理的復雜性。 第三章：軸心時代的智慧與工程的結閤 軸心時代（Axial Age）不僅僅是哲學和宗教的爆發期，它也與當時冶金術、水利工程等應用技術的發展密不可分。本書將考察古希臘的機械思維如何影響瞭其城邦的民主實踐（例如計時器、攻城器械的復雜性），以及羅馬帝國如何通過其無與倫比的土木工程（水道、道路係統）實現瞭大規模的、持久的統治。這不是關於工程學的細節，而是關於工程思維如何成為維護和擴張文明結構的重要工具。 第二部分：中世紀的沉潛與文藝復興的勃發 第四章：技術的中轉站：絲綢之路與知識的匯流 中世紀並非一個技術停滯的時代。本章聚焦於技術知識在不同文明間的傳播與融閤。阿拉伯世界的學術繼承與創新，以及他們對數學、天文學的貢獻，如何通過貿易路綫反哺歐洲。重點討論造紙術和印刷術的早期發展及其對知識傳播的潛力，盡管其全麵爆發尚需時日。我們將探討手工藝傳統中蘊含的實用智慧，以及煉金術等邊緣探索如何為後來的科學範式轉換積纍瞭必要的實踐經驗和實驗精神。 第五章：印刷術：認知革命的加速器 古騰堡的活字印刷術被視為西方現代化的關鍵催化劑。本書將詳細分析印刷術如何顛覆瞭知識的稀缺性，降低瞭教育門檻，從而直接或間接地推動瞭宗教改革、科學革命和民族主義的興起。我們關注的不僅僅是書籍的數量增加，更是信息傳播速度和廣度帶來的社會心理變化——例如，公眾輿論的形成、標準語言的固定化，以及對權威解釋的挑戰。 第三部分：工業的洪流——力量的重新定義 第六章：蒸汽、鋼鐵與工廠的誕生：能量的解放 工業革命是人類曆史上第一次真正意義上擺脫瞭對生物能源（人力、畜力、風力、水力）的絕對依賴。蒸汽機的發明標誌著人類對熱能的駕馭，它不僅是機械上的進步，更是一場社會生態學的重構。本章將探討工廠製度如何重塑瞭時間概念（從自然節奏到機械節拍），傢庭結構的變化，以及城市化進程中齣現的新的社會矛盾與階級劃分。我們將分析鋼鐵冶金技術的進步如何為基礎設施建設奠定物質基礎。 第七章：電力與通信的交織：距離的消融 電力技術，特彆是愛迪生和特斯拉的競爭，徹底改變瞭人類的晝夜節奏和生活方式。從工廠的自動化到城市照明，電力滲透到社會肌理的每一個角落。更重要的是，電報和電話的發明，首次實現瞭信息的“實時”遠距離傳輸，極大地加速瞭全球商業和外交的速度。本章將探討這種即時性如何開始培養現代社會對“速度”的依賴感和對“連接”的渴望。 第八章：規模經濟與組織的復雜化 工業化不僅需要技術，更需要組織技術。大型企業的齣現、現代管理理論的萌芽，都是對新生産力和復雜供應鏈的迴應。我們將考察鐵路網的鋪設如何成為國傢統一和市場整閤的強大力量，以及這種對係統效率的追求如何反過來要求更精密的社會管理和更強大的國傢乾預能力。 第四部分：信息時代的先聲——計算思維的萌芽 第九章：從機械計算到邏輯抽象：圖靈的遺産 雖然本領域的研究往往聚焦於數字時代，但本章將迴溯計算思維的哲學根源。從萊布尼茨的通用語言構想到巴貝奇的分析機，再到阿蘭·圖靈對“可計算性”的嚴格定義，我們將梳理齣人類如何將復雜的邏輯過程抽象化為可執行的、機器可理解的指令集。討論的重點在於，這種抽象化的能力，本身就是人類心智對世界進行模型化的最高體現。 第十章：電子的黎明：晶體管與小型化的必然 晶體管的發明是技術史上最偉大的“降維打擊”。它意味著計算能力不再被龐大、昂貴且耗能的真空管所限製。本章將分析半導體技術的突破如何為微電子時代的到來鋪平瞭道路，使得計算能力開始從政府和大型機構走嚮更廣泛的應用。我們會探討這種小型化對電子設備設計哲學的影響，以及它如何為個人化技術的爆發埋下伏筆。 結論：技術圖景的延展與人類的選擇 本書的最後一部分將超越曆史迴顧，轉嚮對技術影響的深刻反思。技術不是價值中立的工具，它們攜帶著設計者的偏見、時代的局限和經濟的驅動力。我們將討論技術進步所帶來的倫理睏境（例如，工業汙染對環境的長期影響、信息傳播對真相的侵蝕），以及社會結構如何塑造技術，反之亦然的動態反饋迴路。最終，我們希望讀者能夠以更具批判性的眼光來看待當下正在發生的變革，認識到技術的“改變世界”並非宿命，而是需要人類智慧去引導和審視的持續過程。我們提倡一種有意識的技術參與，而非被動的接受。 本書特色： 本書摒棄瞭純粹的技術編年史敘事，而是專注於技術與社會形態的互動關係。它跨越瞭數韆年，將從農業革命到信息時代的諸多關鍵技術節點，置於宏大的文明演進框架下進行考察。語言力求清晰、富有洞察力，旨在為非專業讀者提供一個理解“技術如何塑造瞭我們”的全麵框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就吸引瞭我，深邃的藍色背景，點綴著抽象的電路和星辰，似乎在預示著一場跨越微觀粒子與宏大宇宙的探索。我迫不及待地翻開第一頁，想著那些我曾經在課堂上隻敢仰望的物理定律，是否能在這本書中找到更生動、更直觀的解讀。我總是對物理學的力量感到著迷，它如何從最基本的規則齣發，塑造瞭我們所見的整個世界，從手機裏的芯片到我們頭頂的星空，無一不遵循著物理學的法則。而當計算機科學的概念被引入時，我更是充滿瞭期待。我常常在想，這兩者之間究竟有著怎樣深刻的聯係，計算機的邏輯和計算能力，是否能夠幫助我們更好地理解那些抽象的物理現象，反之，物理學的原理又如何為計算機的發展奠定基石。這本書的書名，本身就傳遞瞭一種強大的信息，物理的改變，或許就是數字文明的基石，也可能是數字文明的催化劑。我希望這本書能夠為我揭示更多關於這兩大領域的奧秘，讓我能夠用一種全新的視角去審視我所生活的這個科技日益發達的時代。我對那些復雜的公式不畏懼，隻要它能帶領我窺探到事物運作的本質，我願意投入全部的注意力去理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，一開始就吸引瞭我。“物理改變世界”，這句話本身就蘊含著一種震撼人心的力量。我一直覺得，物理學是最基礎、最普適的科學，它解釋瞭我們周圍的一切，從微小的粒子到浩瀚的宇宙。而“物理學和計算機”的組閤，更是讓我眼前一亮。在我的印象中，計算機科學的發展，很大程度上就是建立在物理學的基礎之上的，比如半導體技術，比如信息的存儲和傳輸。所以，當這本書標題中同時齣現這兩個關鍵詞時，我立刻聯想到瞭它可能要講述的，是物理學的原理如何賦能計算機技術，進而推動整個“數字文明”的進程。我迫切地想知道，那些在實驗室裏被發現的物理定律，是如何一步步轉化為我們今天所使用的各種數字設備的？是什麼樣的物理思想，孕育瞭如今蓬勃發展的數字世界？我希望這本書能夠帶領我進行一次穿越科學史的旅程，讓我看到物理學的發現如何成為瞭計算機革命的催化劑，最終塑造瞭我們現在所生活的這個高度互聯、信息爆炸的數字時代。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對科技發展充滿好奇心的普通讀者，我對“物理學”和“計算機”這兩個詞匯的結閤總是充滿驚喜。在我看來，物理學是探究宇宙萬物運行規律的基石，而計算機則是我們理解和改造這個世界的重要工具。兩者結閤，必然會激發齣無數的火花。這本書的書名《物理改變世界 物理學和計算機(修訂版)/數字文明》直接點齣瞭它所要探討的核心主題。我一直好奇，那些我們日常生活中看似尋常的電子設備，它們內部是如何運作的？是什麼樣的物理原理讓信息得以傳輸和處理？而計算機本身，是否也藉鑒瞭某些自然的物理模型？我希望這本書能夠用一種易於理解的方式，將物理學中那些精妙的定律，與計算機科學中的核心概念巧妙地聯係起來，讓我明白，我們今天所處的“數字文明”的崛起，並非空中樓閣，而是深深植根於物理學的土壤之上。我期待能夠通過閱讀這本書，獲得一種“撥雲見日”的頓悟感，能夠更加透徹地理解技術革新背後的科學邏輯，也能夠對未來科技的發展趨勢，有一個更清晰的預判。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，正是對現代科技的發展感到一絲睏惑的時候。人工智能、大數據、量子計算，這些詞匯如潮水般湧來，讓我覺得既興奮又有些無所適從。我一直覺得，要真正理解這些日新月異的數字技術，繞不開物理學的根基。畢竟，我們今天所享受的數字便利，很大程度上都是建立在對物質世界深刻理解的基礎上的。比如，半導體芯片的原理，不就是量子力學的應用嗎？我們手機裏儲存的海量信息，其背後是怎樣的物理機製？而這本書的名字，《物理改變世界 物理學和計算機(修訂版)/數字文明》，似乎恰恰點中瞭我的痛點。它暗示瞭物理學不僅僅是描述自然規律的工具，更是推動人類文明進步，尤其是數字文明誕生的核心驅動力。我期待這本書能夠為我梳理清楚這種內在的聯係，幫助我理解那些看起來遙不可及的科技概念，究竟是如何從基礎的物理原理一步步演化而來的。我希望它能像一座橋梁，連接起我腦海中碎片化的知識，讓我能夠更清晰地看到科學發展的脈絡，從而對這個正在被數字技術重塑的世界，有一個更深刻、更全麵的認識。

評分☆☆☆☆☆

我被這本書的書名所吸引，它直接傳遞瞭一種強烈的因果關係：“物理改變世界”。這讓我思考，究竟是怎樣的物理定律，以何種方式，深刻地影響瞭我們所處的這個世界？而當“物理學和計算機”這兩個詞匯並列齣現，並與“數字文明”相連接時，我的好奇心更是被點燃瞭。我一直覺得，我們如今所處的數字時代，離不開計算機的強大能力，而計算機的強大能力，其根源又在於對物理世界的深刻理解。我非常期待這本書能夠為我揭示這種隱秘而又深刻的聯係。它是否會講解，從經典力學到量子力學，物理學的每一次重大突破，是如何為計算機技術的進步鋪平道路的？又或者，它會探討，計算機的計算能力，如何反過來幫助我們更深入地理解那些復雜的物理現象？我希望這本書能夠提供一個宏觀的視角，讓我看到物理學作為一門基礎科學，如何不僅僅是描述自然，更是推動著人類文明，尤其是我們這個日益被數字技術滲透的文明，不斷嚮前發展。

評分☆☆☆☆☆

一本需要一定熱力學知識纔能看懂的科普書

評分☆☆☆☆☆

很好瞭。。。。。。。。。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

書質量不錯，字跡也清晰，不錯?

評分☆☆☆☆☆

不愧是名著，真的好看，強力推薦

評分☆☆☆☆☆

已經到手，經典書籍，值得一讀。

評分☆☆☆☆☆

非常感謝京東商城給予的優質的服務，從倉儲管理、物流配送等各方麵都是做的非常好的。送貨及時，配送員也非常的熱情，有時候不方便收件的時候，也安排時間另行配送。同時京東商城在售後管理上也非常好的，以解客戶憂患，排除萬難。給予我們非常好的購物體驗。

評分☆☆☆☆☆

。。。。。偶爾看看國內的科普，，，

評分☆☆☆☆☆

看起來是新書。這一單路程遠得多，質量卻比上一單不知道好到瞭哪去。充分說明瞭有塑料封套以及書籍在箱內擺放閤理的重要性。

評分☆☆☆☆☆

三個字，看不懂（＃－.－）